Approfondimento personale PED

Politecnico di Milano
Patologia e Diagnostica edile
Prof. Enrico De Angelis
A.A. 2012/2013
Perizia diagnostica
Colonizzazione biologica su finitura chiusura
verticale opaca
Arioli Ferruccio Giovanni
matr. 804847
Arioli Ferruccio - PED 2013 - Perizia diagnostica - Colonizzazione biologica di alghe su facciata
1.Caso di studio
L’oggetto della perizia è l’anomalia di
colonizzazione biologica riscontrata sulla
chiusura esterna verticale di un edificio
residenziale popolare di proprietà del comune
di Milano.
L’edificio, costruito nel 1982, si trova nella
periferia ovest della città di Milano, in un
complesso di case popolari in via Saint Bon 6.
Il contesto urbano è caratterizzato dalla
presenza di molte zone verdi (parco di Trenno,
dei Fontanili) che alternano quartieri
residenziali (San Siro, Baggio), non
lontanissimi dalle zone rurali ai confini della
città.
Come visibile dalla foto a fianco, si riscontra un
annerimento disuniforme (macchie) sulla
finitura.
Probabilmente l’estensione dell’anomalia è
ancora contenuta grazie ad interventi di
manutenzione che hanno previsto il rifacimento
della finitura della facciata nord.
2.Localizzazione e cause dell’anomalia
Metà superiore destra della facciata nord - ovest dell’edificio in linea del complesso.
1
Arioli Ferruccio - PED 2013 - Perizia diagnostica - Colonizzazione biologica di alghe su facciata
Analizzando il problema si è cercato di creare un diagramma ad albero (allegato alla
relazione) per arrivare alle possibili cause dell’anomalia.
Si identifica quindi nella colonizzazione biologica data da presenza di alghe la causa delle
visibili macchie verdi-nerastre.
3.Caratteristiche delle alghe1
Sul piano biologico le alghe sono organismi uni- o pluricellulari che si sviluppano
assumendo struttura filiforme o mantenendo la forma di singole celle (per esempio
sferica).
Per crescere, le alghe non necessitano di nutrienti organici, in quanto vivono in forma
autotrofa, producendo cioè autonomamente le sostanze organiche loro necessarie:
avendo capacità di fotosintesi, esse riescono infatti ad estrarre dall’anidride carbonica
presente nell’aria o nell'acqua il carbonio di cui hanno bisogno. Le alghe si sviluppano in
un range di temperatura compreso tra circa -7°C e + 70°C (in condizioni estreme). Il loro
sviluppo ottimale può variare in funzione della specie, ma indipendentemente da
quest’ultima esse tollerano variazioni del pH comprese tra 1 e 11,5. Per vivere necessitano
di una sufficiente umidità e di luce (per la fotosintesi).
Tratto da informazione tecnica “Alghe e funghi su facciate” predisposta da associazioni e organizzazioni del settore
artigianale dell’edilizia. Pubblicazione di Fachverband WDV-Systeme.
1
2
Arioli Ferruccio - PED 2013 - Perizia diagnostica - Colonizzazione biologica di alghe su facciata
Normalmente si distingue tra le alghe azzurre (cianobatteri) e le alghe a vero nucleo
cellulare; queste ultime a loro volta si suddividono in ulteriori gruppi, il più frequenti dei
quali è - sulle facciate degli edifici - quello delle alghe verdi (cloroficee). Sulle pareti degli
edifici le alghe sono spesso individuabili già ad occhio nudo quali superfici
cromaticamente alterate, di colore verdastro o verde-nero a seconda della specie. La
colorazione rossa che di tanto in tanto si osserva può essere anch’essa dovuta alla
presenza di alghe (per esempio Trentepohlia). La specie può comunque individuarsi con
sicurezza solo in laboratorio. Le alghe crescono esclusivamente sulla superficie delle
pareti o nelle porosità superficiali.
L’immagine rappresenta le condizioni ambientali esterne necessarie
per la colonizzazione algale. Per la crescita delle alghe sono anche necessari nutrienti
inorganici presenti nell’intonaco o nello sporco accumulatosi sulla superficie delle facciate.
Prospetto delle condizioni ambientali di sviluppo delle alghe e dei funghi:
Nota: l’attività dell’acqua (aw) è una misura della
disponibilità di umidità per lo sviluppo biologico; su
materiali umidi l’aw corrisponde all’unità atmosferica
relativa presente sulla superficie.
4.Analisi delle cause dello sviluppo di alghe
La presenza di colonie algali e il rischio di una colonizzazione delle facciate non possono
in nessun caso ascriversi ad un’unica causa.
Ogni edificio ed ogni facciata sono soggetti agli effetti di numerosi fattori, ciascuno dei
quali può - da solo o in combinazione con altri - essere causa della colonizzazione.
La crescita di alghe e altri biotipi sulla facciata dell’edificio è causata, tra le altre cose,
principalmente dalla disponibilità di acqua sulla superficie interessata.
Ciò si verifica dove l’acqua è assorbita in maggiore quantità e rilasciata lentamente nel
tempo, ovvero dove la superficie rimane umida per lungo tempo; oppure dove vi è apporto
frequente e continuo di acqua.
3
Arioli Ferruccio - PED 2013 - Perizia diagnostica - Colonizzazione biologica di alghe su facciata
L’acqua può provenire dalla condensazione della superficie che nelle ore notturne si
raffredda sotto la temperatura di rugiada.
Di seguito un riassunto dei fattori influenzanti lo sviluppo di alghe su facciate:
4
Arioli Ferruccio - PED 2013 - Perizia diagnostica - Colonizzazione biologica di alghe su facciata
4.1 Influenze di tipo costruttivo
I criteri costruttivi, ossia la progettazione dei dettagli in funzione dei materiali utilizzati,
rientrano nelle responsabilità del progettista. Di pari importanza è la manutenzione
dell’edificio. La penetrazione di acqua nelle facciate (per esempio in seguito alla perdita di
tenuta delle gronde o della copertura) rende indispensabile un intervento immediato per
evitare che le pareti si impregnino.
4.2 Influenze ambientali e climatiche
Questi fattori non possono venir modificati né dal progettista né dal produttore dei materiali
né dall’esecutore dei lavori.
L’umidità
L’umidità può sopraggiungere sia sotto forma liquida con il bagnamento della facciata per
pioggia, che sotto forma di vapor d’acqua presente nell’atmosfera, particolarmente
abbondante nelle vicinanze di corsi d’acqua o in aree caratterizzate dalla presenza di
banchi di nebbia.
Quest’ultimo caso è quello che probabilmente influisce maggiormente nel verificarsi
dell’anomalia in analisi. L’umidità, infatti, condensa sulla facciata soprattutto durante la
notte quando la chiusura scambia calore con la volta celeste e raggiunge la temperatura di
rugiada. Maggior quantità di condensa è presente nella zona più alta della facciata che si
raffredda maggiormente rispetto alla parte inferiore che rimane più schermata.
Sono comunque rilevanti le precipitazioni e in particolare la frequenza di periodi lunghi e
ininterrotti di pioggia. L’eventuale presenza di pioggia battente sulle facciate in caso di
particolare esposizione al vento può poi aumentare in maniera rilevante il tenore di
umidità. In questo caso hanno un ruolo importante i venti prevalenti.
La temperatura
La temperatura superficiale di una facciata dipende da numerosi fattori ed influenza
anch’essa il tenore di umidità della facciata stessa. In funzione della differenza tra la
temperatura superficiale della parete e quella atmosferica può venire a formarsi condensa
sulla facciata: similmente alla carrozzeria metallica di un’automobile, anche la temperatura
superficiale della facciata può infatti abbassarsi di notte al di sotto di quella dell’aria. Se si
scende al di sotto del punto di rugiada che satura l’aria di vapor d’acqua, sulla superficie
raffreddata vengono a formarsi gocce di condensa.
Quanto più rapidamente e quanto maggiormente la superficie si raffredda, tanto più si
allunga il periodo di formazione della condensa. Forti spessori di intonaco presentano una
maggiore capacità di accumulo termico, e di conseguenza non si raffreddano così
rapidamente. D’altra parte, nel corso della giornata essi necessitano anche di più tempo
per riscaldarsi e quindi per asciugarsi, mentre spessori di intonaco sottili si raffreddano e si
riscaldano assai più rapidamente.
Nei sistemi termoisolanti a cappotto, come quello in analisi, il periodo di formazione della
condensa è ancora più breve che nel caso dei intonaco sottile, anche l’asciugatura quindi
avviene in modo più veloce.
5
Arioli Ferruccio - PED 2013 - Perizia diagnostica - Colonizzazione biologica di alghe su facciata
Il vento
La presenza di vento e il conseguente maggior ricambio d’aria favoriscono di certo
l’asciugatura delle pareti. Tuttavia il vento può anche aumentare l’umidità di una facciata,
se in situazioni di particolare esposizione esso porta con sé pioggia battente.
D’altra parte le correnti d’aria trasportano e depositano sulla facciata anche alghe e spore
di funghi, in particolare nel periodo della fioritura, quando nell’aria vi sono grandi quantità
di polline. Nelle aree extraurbane, nel periodo dell’aratura e del raccolto vengono a
depositarsi sulle pareti notevoli quantitativi di spore, la cui presenza può tuttavia essere
massiccia anche in altri periodi, per esempio in autunno.
Pulizia dell’aria
Quanto più pulita è l’aria, tanto più favorevoli sono le condizioni per lo sviluppo di alghe.
Perciò l’aumentata presenza di alghe in questi ultimi anni può considerarsi anche una
conseguenza degli interventi di tutela dell’ambiente: gli edifici situati in zone extraurbane
scarsamente abitate si caratterizzano infatti per una maggior presenza di
alghe sulle facciate rispetto a quelli prospicienti strade fortemente trafficate nei centri
urbani. Questa circostanza è tuttavia dovuta anche al fatto che nelle città si crea un
microclima generalmente più asciutto e più caldo che non in campagna.
4.3 Influenza dei materiali
Le caratteristiche dei materiali possono venir influenzate dai produttori degli intonaci
e delle pitture. Prodotti caratterizzati da un corretto bilancio igrometrico e/o
additivati di biocidi creano un habitat poco favorevole allo sviluppo di alghe.
La presenza di acqua nella parete esercita un peso non trascurabile sul rischio di
colonizzazione: quanto più favorevole è il rapporto tra rilascio dell’acqua
(asciugatura) e assorbimento dell’acqua (inumidimento), tanto più a lungo le
superfici rimarranno asciutte. Il potere di diffusione delle pitture e degli intonaci è
qui altrettanto importante delle loro caratteristiche idrofughe. Occorre quindi
ponderare correttamente queste due caratteristiche per mantenere la superficie
asciutta e priva di microrganismi.
Le superfici che restano per lungo tempo umide indipendentemente dalla loro
natura, costituiscono un habitat favorevole alla colonizzazione algale.
Occorre quindi tenere razionalmente conto di tutte le cause possibili. Anche sul
miglior intonaco o sulla miglior pittura possono per esempio venirsi a formare
alghe se le superfici rimangono costantemente umide in seguito a carenze
esecutive. Per contro, un prodotto poco sofisticato può rimanere a lungo privo di
formazioni microorganiche se per esempio la sporgenza del tetto è tale da
impedire che l’umidità rimanga in permanenza sulla parete.
Le responsabilità e le competenze dei vari soggetti coinvolti si dovrebbero ripartire
in modo che il progettista nella progettazione razionale della struttura e dei dettagli tenga
conto delle influenze climatiche, costruttive e ambientali; il produttore dei materiali
realizzi e fornisca prodotti adeguati resistenti alle alghe; l’esecutore si consulti nella
scelta degli specifici materiali e loro corretta posa.
6
Arioli Ferruccio - PED 2013 - Perizia diagnostica - Colonizzazione biologica di alghe su facciata
5. Analisi dei materiali di finitura della facciata
Elevata conducibilità termica e scarsa traspirabilità dei materiali di finitura della chiusura
esterna verticale (intonaco e pittura) sono i difetti che possono condurre a problemi come
la formazione di alghe sulla superficie esterna.
Una delle principali caratteristiche dei materiali edilizi da tener presente per problemi di
questo tipo è la porosità, cioè la capacità di assorbimento ed evaporazione e la reazione
al contatto con l’acqua.
Se l’intonaco e la verniciatura esterna sono troppo porosi permettono all’umidità di
ristagnare nei pori. Questo fenomeno facilita la crescita di impurità come alghe, muffe e
altri organismi biologici.
6.Misure preventive
L’influenza di numerosi fattori, l’incalcolabilità delle interazioni e della propensione
alla colonizzazione che di norma non si può valutare per la peculiare specificità di
ciascuna ubicazione (orientamento, pendenza ecc.) non consentono di prevedere
con sicurezza in che misura le facciate verranno aggredite dai microrganismi.
Soltanto su superfici rimaste esposte agli agenti meteorici per tempi prolungati si
può indicare con un certo margine di sicurezza la propensione delle stesse
alla contaminazione, questo dato può venir trasferito ad altre situazioni solo
se le superfici e le condizioni climatiche presentano caratteristiche assolutamente
identiche.
Siccome anche per motivi ecologici l’impiego preventivo di biocidi non può
che essere limitato, per evitare lo sviluppo di microrganismi occorre
prioritariamente ottimizzare le tecniche costruttive e la scelta dei materiali. Si
raccomandano in generale regolari interventi di pulizia delle superfici.
Progettazione
Quando si costruisce e si ripristina occorre tener presenti anche i necessari
interventi preventivi.
Un particolare impegno è richiesto qui ai progettisti, che nei loro interventi devono
prevedere:
- sistemi efficienti di sgrondo delle acque
- cimase di dimensioni adeguate
- gocciolatoi efficienti.
La causa principale dello sviluppo di colonie algali sulle facciate va ricercata
nell’insufficiente cura dei dettagli. Vanno altresì tenuti in adeguata considerazione
l’orientamento degli edifici (per esempio del lato esposto alle intemperie) e le
porzioni di facciata esposte agli spruzzi d’acqua. Lo sviluppo di microrganismi viene
favorito inoltre dalla presenza di vegetazione spontanea abbondante nelle
vicinanze dell’edificio, in particolare per l’ombreggiamento da essa prodotto e per le
spore generate.
7
Arioli Ferruccio - PED 2013 - Perizia diagnostica - Colonizzazione biologica di alghe su facciata
Scelta dei materiali
Per minimizzare sul piano tecnico il rischio di una colonizzazione di alghe delle
facciate o quando si riscontra l’effettiva esigenza di una maggiore resistenza a
questi microrganismi, occorre selezionare in maniera accurata i materiali e i sistemi
da utilizzare.
Tutti i sistemi di intonaco presentano normalmente una certa resistenza, limitata nel
tempo, alle alghe o ad altre colonizzazioni biologiche. Negli intonaci a base di resina
sintetica (a dispersione) e in quelli a base di resina siliconica questa resistenza
viene garantita in ogni caso grazie all’aggiunta di sostanze specifiche, mentre negli
intonaci minerali essa si ottiene per effetto dell’alcalinità dei leganti (calce,
cemento). Sono possibili anche interventi di tipo diverso, come ad esempio la
successiva applicazione di pitture con particolari cariche biocide. Nei casi in
cui si può prevedere un maggior rischio di formazione di colonie algali e
fungine vanno preferibilmente impiegati sistemi che garantiscono una protezione
massima. E' importante tuttavia tener presente che non si può assicurare una
protezione permanente dai microrganismi con la sola scelta corretta dei
materiali: occorre infatti prestare grande attenzione anche ai dettagli costruttivi.
Intonaci e pitture
Per migliorare la protezione delle facciate dalle alghe si possono utilizzare intonaci
e pitture con cariche biocide. Per contrastare lo sviluppo delle alghe occorre
ricorrere a cariche alghicide. All’atto pratico, per coprire l’intero spettro
microbiologico occorre additivare il prodotto di entrambe le sostanze. In questo
caso vengono utilizzati biocidi efficaci contro le specie più frequenti di alghe e
funghi.
I requisiti di formulazione di biocidi moderni ed efficaci sono assai elevati, e in
parte anche contraddittori: si richiede infatti un’elevata efficacia contro i
microrganismi e al contempo un profilo ecologico non nocivo.
Così ad esempio le sostanze biocide devono da un canto rimanere stabili a
lungo nell’intonaco o nella pittura, in tal modo sviluppando la loro funzione
per un tempo prolungato, dall’altro invece potersi biodegradare una volta
disperse nell’ambiente. Devono poi venir utilizzati principi attivi abbastanza
concentrati da essere efficaci contro le alghe ma non pericolosi né per l’uomo né
per l’ambiente.
Di conseguenza bisogna tener presente che l’effetto delle cariche biocide non è
permanente ma limitato nel tempo, perché altrimenti esse non potrebbero
degradarsi una volta rilasciate nell’ambiente. La durata di questo effetto dipende
dalle condizioni climatiche della località, come pure dagli altri fattori fisici
specifici che agiscono sulla pittura o sull’intonaco. Dopo qualche tempo può
quindi rendersi necessario ridipingere la parete per rinnovare la carica biocida.
8
Arioli Ferruccio - PED 2013 - Perizia diagnostica - Colonizzazione biologica di alghe su facciata
7.Interventi di ripristino
Le superfici colonizzate vanno esaminate accuratamente. Se accanto alla presenza
di microrganismi si riscontrano anche carenze progettuali o di esecuzione,
queste ultime vanno se possibile ovviate prima di iniziare il risanamento,
ossia il trattamento delle superfici interessate.
Nel trattamento delle superfici colonizzate da microrganismi le varie fasi di
intervento possono diversificarsi. Di norma la sequenza da seguire è questa:
- pulizia delle superfici
- asciugatura completa
- trattamento con un biocida adeguato
- applicazione di due mani di pittura con carica biocida (che non deve essere
necessariamente presente se si è riusciti ad ovviare in maniera permanente alla
causa della colonizzazione).
Nel trattamento occorre anche tener conto degli aspetti ambientali, in
particolare per quanto riguarda le misure da adottarsi per la captazione e lo
smaltimento dell’acqua utilizzata per la pulizia: non è infatti ammessa la
dispersione nel terreno di sostanze biocide o di residui di trattamento pericolosi per
l’ambiente. Vanno comunque rispettate le normative localmente vigenti in materia.
Per evitare l’apporto eccessivo di acqua meteorica è necessario il montaggio o
riposizionamento in modo corretto di scossaline e grondaie che proteggono maggiormente
la facciata dalle piogge.
Per finiture esterne usare materiali meno permeabili all’umidità, stando attenti a non creare
problemi di condensa interstiziale, come intonaci o pitture silossaniche (evitano la
permeabilità dell’acqua dall’esterno ma favoriscono la permeabilità del vapore verso
l’esterno).
Una minor porosità della superficie esterna renderebbe meno evidente l’alterazione
cromatica.
9